【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只選擇一個(gè)編號(hào)為12號(hào)的高壓配電所設(shè)計(jì)做詳細(xì)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作是科學(xué)技術(shù)工作，它是為祖國(guó)社會(huì)主義化服務(wù)的。貫徹黨的各項(xiàng)方針政策和煤炭工業(yè)的各項(xiàng)具體政策，堅(jiān)持黨的群眾路線，從實(shí)際出發(fā)，全適用，認(rèn)真學(xué)習(xí)和總結(jié)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，把設(shè)計(jì)工作提高到一個(gè)新的水平。新建6k配電所名稱為中州鋁廠第x號(hào)高壓配電所，是某公司低溫拜耳法生產(chǎn)線主要高壓配電所，屬于工廠電力網(wǎng)絡(luò)中的工廠配電所，主要為中州分公司第一氧化鋁廠六車間低溫拜耳法生產(chǎn)線供電。配電所的負(fù)荷類型為：Ⅰ類負(fù)荷30%，Ⅱ類負(fù)荷50%，Ⅲ類負(fù)荷20%。大部分用電類型為動(dòng)力用電。電所位置位于靠近負(fù)荷中心的地方。對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合分公司供電情況。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的。其基本內(nèi)容有以下幾方面。依據(jù)使用單位用電實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范規(guī)定合理選擇配電所地址。高壓配電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

　　

【正文】 電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般 10KV 及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及 35KV 以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件 。 九 、 防雷與接地 防雷設(shè)備 防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。 避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的 絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^(guò)電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。 防雷措施 26 一、 架空線路的防雷措施 a）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在 66KV 及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。 35KV 的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而 10KV 及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。 b）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木 橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是 10KV 及以下架空線路防雷的基本措施。 c）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于 3～ 10KV 的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過(guò)其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。 d）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次 ARD，使斷路器經(jīng) 或稍長(zhǎng)一點(diǎn) 時(shí)間后自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對(duì)一般用戶不會(huì)有什么影響。 e）個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。 二、 變配電所的防雷措施 a）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來(lái)防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。 b）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損 壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。 表五 閥式避雷器至 3～ 10KV 主變壓器的最大電氣 避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電 纜頭外殼相聯(lián)后接地。 d）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊 27 穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如 IT 系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。 在本設(shè)計(jì)中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為 8mm 的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于 10mm 的鍍鋅圓鋼。 接地 接地與接地裝置 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體 ，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為 自然 接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過(guò)接地故障電流。 接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接 地網(wǎng)連接。 確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼 a）確定接地電阻 按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω 式中 IE的計(jì)算為 IE = IC = 60(60 ＋ 354)A/350 = 故 RE ≤ 350V/ = 綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為 RE≤10Ω b）接地裝置初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所 2～ 3m，打入一圈直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管接地體，每 隔 5m打入一根，管間用 404mm2 的扁鋼焊接。 c）計(jì)算單根鋼管接地電阻 查相關(guān)資料得土質(zhì)的 ρ = 100Ωm 28 則單根鋼管接地電阻 RE(1) ≈ 100Ωm/ = 40Ω d）確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案 根據(jù) RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選 15 根直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管作接地體。以 n = 15 和 a/l = 2 再查有關(guān)資料可得 ηE ≈ 。 因此可得 n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(4)Ω ≈ 15 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選 16mm 根直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管作 地體，用 404mm2 的扁鋼連接，環(huán)形布置。 29 結(jié) 論 （ 1）數(shù)字化加強(qiáng)了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少了漏洞。 實(shí)施后，保護(hù)測(cè)控單元分散在各開(kāi)關(guān)柜上，替代了原有的老式繼電器和儀表；目前一根光纜就可以取代原有 100 多根控纜，大大減少了數(shù)據(jù)、信號(hào)的傳輸環(huán)節(jié)，避免了信號(hào)誤報(bào)、不報(bào)現(xiàn)象的發(fā)生，確保了“遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)”的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。 （ 2） Web 網(wǎng)的發(fā)布，為分公司各級(jí)管理決策部門提供了及時(shí)全面和可 靠的信息。 改造完成后， 12號(hào)高壓配電所形成了一個(gè) 6KV 以上的電力信息網(wǎng)絡(luò)，電力系統(tǒng)運(yùn)行方式、數(shù)據(jù)報(bào)表、潮流圖、報(bào)警信息等通過(guò) Web 發(fā)布網(wǎng)上，方便有權(quán)限的單位、部門隨時(shí)快速查閱、全面了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，根據(jù)報(bào)警信息和潮流圖來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析和可靠性分析，為系統(tǒng)運(yùn)行情況的及時(shí)調(diào)整提供了依據(jù)。 （ 3）實(shí)現(xiàn)資源共享，減少重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率，為精益化生產(chǎn)、創(chuàng)辦節(jié)能型企業(yè)提供了保證。 過(guò)去，我們需要花大量的時(shí)間去巡檢、抄表、算表、報(bào)表。實(shí)施后的 12號(hào)配電室實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班配電室，各種報(bào)表數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，按照我 們規(guī)定的格式自動(dòng)生成，減少了單一、重復(fù)的勞動(dòng)。需要報(bào)表的各部門、單位也可以隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽，免去了 2小時(shí)一報(bào)表的束縛。過(guò)去每年都需要校驗(yàn)大量的繼電器、儀表，改為綜保后也成為免維護(hù)，大大節(jié)約了人力，提高了工作效率；實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)為下一步的節(jié)能分析、運(yùn)行方式調(diào)整、精益化生產(chǎn)提供了有力保證。 我做的是 12號(hào)高壓 變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)工廠供電知識(shí)的理解，基本上掌握了進(jìn)行一次設(shè)計(jì)所要經(jīng)歷的步驟，象 高壓配電所 的設(shè)計(jì)，我與其他同學(xué)一起進(jìn)行課題分析、查資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，整理說(shuō)明書到最后完成整 個(gè)設(shè)計(jì)。作為大學(xué)階段一次重要的 學(xué)習(xí) 經(jīng)歷我感覺(jué)自己受益非淺，同時(shí)深深的感覺(jué)的自己的學(xué)習(xí)能力在不斷提高，一個(gè)月的時(shí)間就這樣匆匆的過(guò)去了，再指導(dǎo)老師 和 我經(jīng)過(guò)多少個(gè)白天，黑夜，我們刻苦 研究 。 30 致謝 這次設(shè)計(jì)使我對(duì)工廠供電有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì) 高壓配電 所的設(shè)計(jì)由一無(wú)所知到現(xiàn)在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用，對(duì) xxx 老師的關(guān)心，指導(dǎo)大家有感于心，事實(shí)上這次設(shè)計(jì) 對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了作圖，說(shuō)明書編輯，各種信息的分析，對(duì) WORD 文檔的使用等多方面的能力。 不久我們將走上工作崗位，這樣的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)不多了，我們非常重視。我們發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)合作的精神，互相配合 。 31 主要 參考 文獻(xiàn) 《工廠供電》劉介才 主編 《工廠供電設(shè)計(jì)》李宗 綱、劉玉林、施慕云、韓春生 主編 《工廠供電》蘇文成 主編 《工業(yè)企業(yè)供電》 東北工學(xué)院 耿毅主編 冶金工業(yè)出板社 《電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)》 許建安主編 中國(guó)水利水電出板社 《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編 中國(guó)電力出板社 32 附表一 第 x 號(hào) 高壓配電所所帶負(fù)荷 序 號(hào) 用電設(shè)備 名 稱 用電設(shè)備臺(tái)數(shù)及容量 計(jì) 算 系 數(shù) 計(jì) 算 容 量 總 臺(tái) 數(shù) 總 容 量 （ KW） （ KVA） 工 作 容 量 Kx cosφ tgφ 有 功 （ KW） 無(wú) 功 （ KVAR） 視 在 （ KVA） 1 進(jìn)料泵 8 8 500 4500 1200 900 2 變壓器 2 21000 1000 840 680 3 變壓器 2 21250 1250 900 700 4 變壓器 2 22021 2021 1280 960 5 變壓器 2 21600 1600 1024 768 6 變壓器 1 20 20 12 9 7 變壓器 2 21600 1600 714 468 合計(jì) 5970 4485 附表二 33 x 號(hào)高壓配電所中其中一個(gè)廠房 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 用電設(shè)備 名 稱 用電設(shè)備臺(tái)數(shù)及容量 計(jì)算系數(shù) 計(jì)算容量 總 臺(tái) 數(shù) 單臺(tái) 容量 （ KW） 工作 臺(tái)數(shù) 工作容量 （ KW） KX cosφ tgφ 有功 (KW) 無(wú)功 (KVAR) 視在 (KVA) 原液泵 2 75 2 150 105 2 1 蒸發(fā)器軸流泵 2 132 2 264 9 2 倒料泵 3 75 3 225 7 3 出料泵 2 75 2 150 105 2 4 循環(huán)泵 2 90 2 180 126 8 5 凝結(jié)水泵 4 22 4 88 3 6 管道泵 1 30 1 30 21 6 7 軟水泵 1 15 1 15 2 8 真空泵 2 55 2 110 77 3 9 照明 10 9 10 電動(dòng)葫蘆 1 32 1 32 2 1 11 減溫減壓站電源 1 50 1 50 35 1 總 計(jì) 4 乘以同期系數(shù)：有功乘以 ；無(wú)功乘以 2 9 1 附表三 34 配真空斷路器的 技術(shù)參數(shù) 序 號(hào) 名 稱 單 位 數(shù) 值 1 額 定 電 壓 12 2 額 定 絕 工 頻 耐 受 電 壓 (1 min) kV 42 緣 水 平 雷 電 沖 擊 耐 受 電 壓 ( 峰 值 ) 75 3 額 定 頻 率 Hz 50 4 主 母 線 額 定 電 流 A 1600， 2021， 2500， 3150， 4000 5 分 支 母 線 額 定 電 流 A 630， 1250， 1600， 2021， 2500， 3150,4000 6 額 定 短 時(shí) 耐 受 電 流 (額定短路持續(xù)時(shí)間 3(4**)秒 ) kA 16， 20， 25， ， 40， 50 7 額 定 峰 值 耐 受 電 流 40， 50， 63， 80， 100， 125 8 額 定 短 路 開(kāi) 斷 電 流 16， 20， 25， ， 40， 50 9 額 定 短 路 關(guān) 合 電 流 40， 50， 63， 80， 100， 125 10 機(jī) 械 壽 命 次 10000 11 額